固體電子輸運理論ppt課件(參考版)
2025-05-06 18:38本頁面
【正文】 熱電勢的測量 對熱電勢的測量，通常采用如圖所示的由 A、 B兩種材料構成的回路 AB B1 42 3T T＋ ?T?VAB由于溫差引起的電勢差在 T0(如室溫 )下測量，則有 B材料常用銅線，已知 SB時，就可得到 SA 。這正是圖中 K、 Na金屬在約 150K以上的行為。 …. 表示在等能面上的平均自由電子氣如果弛豫時間對能量的依賴不重要 ，則由3項中最難估算的是 ?(?)項對其它金屬，如 Cu、 Ag等，導電電子的行為在某些方面相當接近于自由電子，盡管熱電勢在溫度較高時是正比于溫度的線性行為，但符號為正，說明問題并不如此簡單。 在熱流計算中應計入這一電場 代 入熱流正比于溫度梯度，其比例系數(shù)即為材料的熱導率，即 熱導率167。 熱導率 溫度梯度 的存在，可在金屬樣品中產生熱流。因此，當把電場強度理解為觀察值時該項可去掉。 熱輸運性質167。由于由于 MR僅為 ??的函數(shù)，而由科勒定則看到，相同的磁場下，零場下電阻率越小，則磁電阻越明顯，而金屬電阻隨溫度降低而變小，因此，研究這一磁電阻行為的實驗最好是在低溫下進行。假設參與導電的電子來自兩個各向同性的能帶兩帶模型這樣就有兩組不同有效質量和不同速度的載流子總電流Ji、 ?i和 Di分別為第 i帶的電流密度、電導率和 D矢量由于這一原因，磁電阻測量常常成為研究費米面形狀的最有效實驗手段畫出矢量圖由此解出考慮磁場沿 z軸 電場在 xy平面令 Jy=0，則從第二式可得到 Hall電場 Ey將 Ey代入第一式則得到 Jx 與 Ex的關系：磁場下的電導率則有任意場強時公式很復雜，現(xiàn)在考慮低磁場情況。 磁 電阻效應定義 磁場引起的電阻變化，稱之為磁電阻效應從推導中看到， 與磁場無關的量，意味著之所以得出磁電阻為零的結論，主要是因為：費米面為球形對電流貢獻的電子來自于同一能帶中只有費米面附近、速度等于費米速度的電子才參與導電，它們感受到同樣的洛倫玆力，雖然這種洛倫玆力作用下電子軌道會發(fā)生偏轉，但恰好為霍爾場的作用所抵消，結果相當于磁場并不存在。 Hall電阻與歐姆電阻假定磁場沿 z軸，電流在垂直于 z軸的平面上，如圖。 磁輸運性質167。電子的本征能量磁場中電子的動量包含兩部分運動動量勢動量（場動量）因此磁場中電子的哈密頓算符外加磁場，假設磁場沿 z軸，則可取矢勢因此，磁場中運動的電子滿足的薛定鄂方程為令 代入得到 ?應滿足的方程令顯然，這是簡諧振子的薛定鄂方程諧振子波函數(shù)諧振子的能量而電子波函數(shù)電子的能量電子波函數(shù)電子的能量這些量子化的能級稱為 朗道能級表明：沿磁場方向（ z方向）電子保持自由運動， 相應的動能為在垂直磁場的 (x, y)平面上，電子運動是量子化的，從準連續(xù)的能量 變成在 垂直于磁場方向上，無磁場時的動能按量子化，簡并到 Landua能級 上這樣在 k空間中，許可態(tài)的代表點將簡并到 Landua管上，其截面為 Landau環(huán)，如圖。 電子 電子相互吸引作用的簡單模型1950年弗烈里希 (Frolich)指出：電子 聲子相互作用能把兩個電子耦合在一起，這種耦合就好像兩個電子之間有相互作用一樣為了明確其物理圖像，弗烈里希給出如下一個物理模型整齊排列的理想點陣中的兩個電子當?shù)谝粋€電子通過晶格時，電子與離子點陣的庫侖作用使晶格畸變 當?shù)诙€電子通過畸變的晶格時，受到畸變場作用，畸變場吸引這第二個電子如果我們忘記第一個電子對晶格造成畸變的過程，而只看最后結果，將是第一個電子吸引第二個電子167。在極端情況下，傳導電子自陷于應變場中，或者說傳導電子被因晶格畸變而產生的應變場所捕獲，成為束縛態(tài)電子 。電－聲子相互作用一個更為微妙的效應是在金屬和絕緣體中由于電子依附離子實而隨之運動，使得電子有效質量增大。由前面得分析看到，電子和格波的一個簡正模（即一個聲子
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